JP2019114906A - 半導体装置及び半導体システム - Google Patents

半導体装置及び半導体システム Download PDF

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Abstract

【課題】半導体装置における機能安全を実現する。【解決手段】半導体装置１００は、ＲＦ回路１と、マイクロコントローラ２とを備える。ＲＦ回路１は、送信信号を生成する送信部１１と、第１の生成信号及び第２の生成信号を生成する受信部１２と、送信部１１の出力端子を送信アンテナに接続し、受信部１２の入力端子を受信アンテナに接続する第１の接続状態と、送信部１１の出力端子を受信部１２の入力端子に接続する第２の接続状態と、を切り替える送受信ループバック切り替え部１３と、を備える。マイクロコントローラ２は、送受信ループバック切り替え部１３が第１の接続状態であるときの第１の生成信号が正常でない場合に、送受信ループバック切り替え部１３を第２の接続状態に切り替え、送受信ループバック切り替え部１３が第２の接続状態であるときの第２の生成信号と第１のセンサ回路４００の出力信号とに基づいて、ＲＦ回路１のテストを行う。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置及び半導体システムに関し、例えば半導体装置に備えられるＲＦ（Radio Frequency）回路のテストを行う半導体装置及び半導体システムに関する。
近年、自動車関連の製品等において、機能安全を強化することが求められている。機能安全とは、製品が使用される環境において、受容できないリスクがない状態を、機能的な工夫を付加することによって確保することである。機能安全を確保することにより、例えば、システムを構成する部品に故障が発生した場合においてもそれを検出して危害を回避し、軽減するための工夫を導入することで安全な状態を確保することができる。
下記特許文献１には、受信システムと、送信システムと、ＲＦテスト信号供給回路とを含む半導体集積回路が開示されている。特許文献１では、テストモードの際に、ＲＦテスト信号供給回路が、送信システムからのＲＦ送信出力信号を受信システムが処理可能な周波数帯域のＲＦテスト信号に変換して、受信システムに供給する。そして、特許文献１では、テストにて、受信システムでの受信信号が正常であれば、半導体集積回路の受信システム及び送信システムは正常と判断される。
特開２００８−２２８０３８号公報
しかし、特許文献１に開示の技術では、送受信システムの故障や故障の疑いがある異常を自動的に検出することができない。このため、特許文献１に開示の技術では、機能安全を実現できないという問題があった。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
一実施の形態によれば、半導体装置は、通常動作用の第１の接続状態とループバックテスト用の第２の接続状態とを切り替える送受信ループバック切り替え部を有するＲＦ回路と、送受信ループバック切り替え部が第２の接続状態であるときの第２の生成信号と第１のセンサ回路の出力信号とに基づいて、ＲＦ回路のテストを行うマイクロコントローラと、を備えるものである。
前記一実施の形態によれば、半導体装置における機能安全を実現することができる。
実施の形態にかかる半導体システムの構成例を示すブロック図である。 実施の形態にかかる半導体装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態にかかる第１の接続状態の際の送受信ループバック切り替え部のスイッチの状態を示す図である。 実施の形態にかかる第２の接続状態の際の送受信ループバック切り替え部のスイッチの状態を示す図である。 実施の形態にかかる半導体装置の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる半導体システムの構成例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる半導体装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる詳細テストの条件の例を示す図である。 実施の形態１にかかるＲＦ回路の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる送信部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる受信部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる各信号の動作波形の例を示す図である。 実施の形態１にかかる半導体装置の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる半導体装置の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる半導体装置の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる半導体装置の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる半導体装置の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかる半導体システムの構成例を示すブロック図である。 実施の形態２にかかる半導体装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態２にかかる半導体装置のテストモードの動作例を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかる半導体装置のテストモードの動作例を示すフローチャートである。
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、応用例、詳細説明、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（動作ステップ等も含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。
実施の形態の概要
実施の形態の説明に先立って、実施の形態の概要について説明する。図１は、実施の形態にかかる半導体システム１０００の構成例を示すブロック図である。半導体システム１０００は、例えば、車両に搭載される半導体システムである。半導体システム１０００は、半導体装置１００と、送信アンテナ２００と、受信アンテナ３００と、第１のセンサ回路４００と、を備えている。なお、半導体装置１００、送信アンテナ２００、及び受信アンテナ３００は、例えば車両に搭載されるレーダー装置を構成するものである。
送信アンテナ２００は、半導体装置１００から出力される送信信号を送信するアンテナである。なお、半導体装置１００から出力される送信信号は、例えばミリ波帯の信号である。
受信アンテナ３００は、送信アンテナ２００から送信された送信信号が目標の対象物によって反射された反射波である受信信号を受信するアンテナである。受信アンテナ３００は、受信信号を半導体装置１００へ出力する。
第１のセンサ回路４００は、目標の対象物を検出するセンサ回路である。なお、第１のセンサ回路４００が検出する目標の対象物と、送信アンテナ２００から送信された送信信号を反射する目標の対象物とは、同一の対象物である。第１のセンサ回路４００は、例えば、カメラモジュール、レーザーモジュール等を含むものである。第１のセンサ回路４００は、対象物の検出結果を半導体装置１００へ出力する。
続いて、図２のブロック図を用いて、実施の形態にかかる半導体装置１００の構成例について説明する。半導体装置１００は、ＲＦ回路１と、マイクロコントローラ２と、を備えている。また、ＲＦ回路１は、送信部１１と、受信部１２と、送受信ループバック切り替え部１３と、を備えている。
送信部１１は、送信信号を生成する。また、送信部１１は、生成された送信信号を送受信ループバック切り替え部１３へ出力する。
送受信ループバック切り替え部１３は、マイクロコントローラ２からの制御により、第１の接続状態と第２の接続状態とを切り替えるものである。ここで、第１の接続状態とは、送信部１１の出力端子を送信アンテナ２００に接続し、受信部１２の入力端子を受信アンテナ３００に接続している状態である。また、第２の接続状態とは、送信部１１の出力端子を受信部１２の入力端子に接続している状態である。なお、送受信ループバック切り替え部１３が第１の接続状態である状態のことを通常動作モードと呼ぶ。なお、通常動作モードとは、送信アンテナ２００及び受信アンテナ３００を用いて通常の送受信動作を行うモードである。また、送受信ループバック切り替え部１３が第２の接続状態である状態のことをテストモードと呼ぶ。なお、テストモードとは、送信アンテナ２００及び受信アンテナ３００を用いた通常の送受信動作を行わずに、テストを行うモードである。
送受信ループバック切り替え部１３は、スイッチ１４及びスイッチ１５を備えている。送受信ループバック切り替え部１３は、第１の接続状態と第２の接続状態との切り替えを、スイッチ１４及びスイッチ１５のそれぞれの切り替えにより行う。すなわち、送受信ループバック切り替え部１３は、第１の接続状態の際に、スイッチ１４及びスイッチ１５を図３の状態とし、第２の接続状態の際に、スイッチ１４及びスイッチ１５を図４の状態とする。
送受信ループバック切り替え部１３は、第１の接続状態の際に、送信部１１から受け取った送信信号を送信アンテナ２００へ出力する。また、送受信ループバック切り替え部１３は、第１の接続状態の際に、受信アンテナ３００から受け取った受信信号を受信部１２へ出力する。
送受信ループバック切り替え部１３は、第２の接続状態の際に、送信部１１から受け取った送信信号を受信部１２へ出力する。
受信部１２は、送受信ループバック切り替え部１３が第１の接続状態の際に、送受信ループバック切り替え部１３から受け取った受信信号から第１の生成信号を生成する。そして、受信部１２は、生成された第１の生成信号をマイクロコントローラ２へ出力する。また、受信部１２は、送受信ループバック切り替え部１３が第２の接続状態の際に、送受信ループバック切り替え部１３から受け取った送信信号から第２の生成信号を生成する。そして、受信部１２は、生成された第２の生成信号をマイクロコントローラ２へ出力する。
送受信ループバック切り替え部１３が第１の接続状態であるときのマイクロコントローラ２の処理について説明する。マイクロコントローラ２は、受信部１２から第１の生成信号を受け取る。また、マイクロコントローラ２は、受信部１２から受け取った第１の生成信号が正常か否かを判断する。なお、マイクロコントローラ２は、第１の生成信号が正常か否かを、例えば第１の生成信号の周波数が正常範囲内か否かにより判断する。すなわち、マイクロコントローラ２は、第１の生成信号の周波数が正常範囲内である場合に第１の生成信号が正常と判断し、第１の生成信号の周波数が正常範囲外である場合に第１の生成信号が正常でないと判断する。そして、マイクロコントローラ２は、第１の生成信号が正常でない場合に、送受信ループバック切り替え部１３を第２の接続状態に切り替える。
続いて、送受信ループバック切り替え部１３が第２の接続状態であるときのマイクロコントローラ２の処理について説明する。マイクロコントローラ２は、受信部１２から第２の生成信号を受け取る。また、マイクロコントローラ２は、第１のセンサ回路４００の出力信号を受け取る。そして、マイクロコントローラ２は、受信部１２から受け取った第２の生成信号と第１のセンサ回路４００の出力信号とに基づいて、ＲＦ回路１のテストを行う。なお、送受信ループバック切り替え部１３が第２の接続状態であるときの第２の生成信号に基づくＲＦ回路１のテストを、ＲＦ回路１のループバックテストとも呼ぶ。
具体的には、マイクロコントローラ２は、送受信ループバック切り替え部１３が第２の接続状態であるときに、受信部１２から受け取った第２の生成信号の周波数が正常範囲外であり、且つ第１のセンサ回路４００の出力信号が目標の対象物の検出を示す場合に、ＲＦ回路１の詳細テストを実行する。これにより、半導体装置１００では、第１のセンサ回路４００が目標の対象物を検出している状態で、ＲＦ回路１の受信信号に異常がある場合に、ＲＦ回路１に異常の疑いがあるとしてＲＦ回路１の詳細テストを実行することができる。
なお、ＲＦ回路１の詳細テストとは、例えば、送信部１１及び受信部１２の周波数条件、送信部１１の出力電力や位相等の条件を複数通り用意し、そのすべての条件の組み合わせにてＲＦ回路１のテストを行うことである。なお、テストモードにおける詳細テスト以外のテストのことを標準テストとも呼ぶ。
続いて、図５のフローチャートを用いて、実施の形態にかかる半導体装置１００の動作例について説明する。
まず、半導体装置１００は、受信部１２により、通常動作モードにて第１の生成信号を生成する（ステップＳ１０１）。
次に、半導体装置１００は、マイクロコントローラ２により、第１の生成信号が正常か否かを判断する（ステップＳ１０２）。
第１の生成信号が正常である場合（ステップＳ１０２にてＹＥＳ）、半導体装置１００は、図５の処理を終了する。他方、第１の生成信号が正常でない場合（ステップＳ１０２にてＮＯ）、半導体装置１００は、マイクロコントローラ２により、テストモードに切り替える（ステップＳ１０３）。
次に、半導体装置１００は、受信部１２により、テストモードにて第２の生成信号を生成し、且つマイクロコントローラ２により、第１のセンサ回路４００の出力信号を受ける（ステップＳ１０４）。
次に、半導体装置１００は、マイクロコントローラ２により、第２の生成信号が正常か否かを判断する（ステップＳ１０５）。
第２の生成信号が正常である場合（ステップＳ１０５にてＹＥＳ）、半導体装置１００は、図５の処理を終了する。他方、第２の生成信号が正常でない場合（ステップＳ１０５にてＮＯ）、半導体装置１００は、マイクロコントローラ２により、第１のセンサ回路４００の出力信号が目標の対象物の検出を示すか否かを判断する（ステップＳ１０６）。
第１のセンサ回路４００の出力信号が目標の対象物の検出を示さない場合（ステップＳ１０６にてＮＯ）、半導体装置１００は、図５の処理を終了する。他方、第１のセンサ回路４００の出力信号が目標の対象物の検出を示す場合（ステップＳ１０６にてＹＥＳ）、半導体装置１００は、ＲＦ回路１の詳細テストを実行する（ステップＳ１０７）。
以上、説明したように、実施の形態にかかる半導体装置１００は、送信部１１の出力端子を送信アンテナ２００に接続し、受信部１２の入力端子を受信アンテナ３００に接続する第１の接続状態と、送信部１１の出力端子を受信部１２の入力端子に接続する第２の接続状態と、を切り替える送受信ループバック切り替え部１３を備える構成としている。また、半導体装置１００は、送受信ループバック切り替え部１３が第１の接続状態であるときの第１の生成信号が正常でない場合に、送受信ループバック切り替え部１３を第２の接続状態に切り替えるマイクロコントローラ２を備える構成としている。また、マイクロコントローラ２は、送受信ループバック切り替え部１３が第２の接続状態であるときの第２の生成信号と第１のセンサ回路４００の出力信号とに基づいて、ＲＦ回路１のテストを行う構成としている。これにより、半導体装置１００は、通常動作モードにて受信部１２により生成される生成信号が正常でない場合にテストモードに自動的に切り替えることができる。また、半導体装置１００は、テストモードにてＲＦ回路１のループバックテストを実施することができる。さらに、半導体装置１００は、ＲＦ回路１のテストに第１のセンサ回路４００の出力信号を用いることにより、ＲＦ回路１の故障や故障の疑いがある異常を自動的に検出することができる。すなわち、半導体装置１００は、機能安全を実現することができる。
また、半導体装置１００は、マイクロコントローラ２により、送受信ループバック切り替え部１３が第２の接続状態であるときに、受信部１２から受け取った第２の生成信号の周波数が正常範囲外であり、且つ第１のセンサ回路４００の出力信号が目標の対象物の検出を示す場合に、ＲＦ回路１の詳細テストを実行する構成としている。これにより、半導体装置１００では、第１のセンサ回路４００が目標の対象物を検出している状態で、ＲＦ回路１の受信信号に異常がある場合に、ＲＦ回路１に異常の疑いがあるとしてＲＦ回路１の詳細テストを実行することができる。
また、半導体装置１００は、詳細テストとして、送信部１１及び受信部１２の周波数条件、送信部１１の出力電力や位相等の条件を複数通り用意し、そのすべての条件の組み合わせにてＲＦ回路１のテストを行うことができる。このため、半導体装置１００では、詳細テストを実行することにより、故障個所の絞り込みを行うことができる。
さらに、半導体装置１００では、ＲＦ回路１が異常なしと判断された場合に、第１のセンサ回路４００に異常の疑いがあるとして、相互診断することができる。
実施の形態１
続いて、実施の形態１について説明する。図６は、実施の形態１にかかる半導体システム１０００Ａの構成例を示すブロック図である。半導体システム１０００Ａは、車両に搭載される半導体システムである。半導体システム１０００Ａは、半導体装置１００Ａと、送信アンテナ２００ａ及び２００ｂと、受信アンテナ３００ａ〜３００ｃと、第１のセンサ回路４００Ａと、電源５００と、基準クロック発生器６００と、を備えている。また、第１のセンサ回路４００Ａは、カメラモジュール４０１を備えている。なお、図６では、第１のセンサ回路４００Ａがカメラモジュール４０１を備える例を示しているがこれに限らない。例えば、第１のセンサ回路４００Ａがレーザーモジュールを備えるようにしてもよいし、カメラモジュールとレーザーモジュールの両方を備えるようにしてもよい。なお、実施の形態１では、第１の生成信号は、受信信号及び第１のクロック信号から生成される第１のビート信号であり、第２の生成信号は、送信信号及び第２のクロック信号から生成される第２のビート信号であるものとして説明する。
送信アンテナ２００ａ及び２００ｂは、半導体装置１００Ａから出力されるレーダー波である送信信号を送信するアンテナである。
受信アンテナ３００ａ〜３００ｃは、送信アンテナ２００ａ及び２００ｂから送信された送信信号が目標の対象物によって反射された反射波である受信信号を受信する。なお、目標の対象物とは、車両の周辺の物、例えば障害物、歩行者、車線や中央分離帯を示す白線、標識や信号等である。そして、受信アンテナ３００ａ〜３００ｃは、受信信号を半導体装置１００Ａへ出力する。
カメラモジュール４０１は、目標の対象物を撮像するセンサである。カメラモジュール４０１は、撮像結果のアナログ信号を半導体装置１００Ａへ出力する。
電源５００は、電圧Ｖｃｃの電源供給を半導体装置１００Ａ及び基準クロック発生器６００に対して行う。基準クロック発生器６００は、電圧Ｖｃｃの電源供給を受け、基準クロック信号（ＣＬＫ）を半導体装置１００Ａへ出力する。
続いて、図７のブロック図を用いて、実施の形態１にかかる半導体装置１００Ａの構成例について説明する。半導体装置１００Ａは、ＲＦ回路１Ａと、マイクロコントローラ２Ａと、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）３と、Ａ／Ｄ変換器４と、を備えている。また、マイクロコントローラ２Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５と、メモリ６と、タイマ８と、を備えている。なお、ＣＰＵ５、メモリ６、及びタイマ８は、バス７を介して接続されている。なお、メモリ６は、プログラム及びデータを格納するためのメモリである。ＣＰＵ５による処理は、メモリ６に格納されているプログラムを実行することにより行われる。なお、タイマ８には、ＲＦ回路１Ａの定期テストのための時間間隔（定期テストから次回の定期テストの間の時間）を刻む計数時間が設定されている。
基準クロック発生器６００から出力された基準クロック信号は、ＲＦ回路１Ａ及びマイクロコントローラ２Ａに入力される。
ＣＰＵ５は、図面に記載のないマイクロコントローラ２Ａの汎用ポート（マイクロコントローラ２Ａの外部端子）をＨ／Ｌレベル制御することにより、ＲＦ回路１Ａ、Ａ／Ｄ変換器３及び４を制御する。
ＣＰＵ５は、Ａ／Ｄ変換器３及び４にてアナログ・デジタル変換を開始させるように制御する。なお、Ａ／Ｄ変換器３及び４にてアナログ・デジタル変換を開始させる制御のことを変換開始制御とも呼ぶ。また、ＣＰＵ５は、Ａ／Ｄ変換器３及び４にてアナログ・デジタル変換に必要なクロック信号である変換クロック信号をＡ／Ｄ変換器３及び４へ供給するように制御する。
ＲＦ回路１Ａは、ビート信号のアナログ信号をＡ／Ｄ変換器３へ出力する。Ａ／Ｄ変換器３は、ビート信号のアナログ信号をＲＦ回路１Ａから受け取る。また、Ａ／Ｄ変換器３は、ＣＰＵ５からの変換開始制御を受け、ビート信号のアナログ信号をデジタル変換して第１の変換データ信号を生成する。そして、Ａ／Ｄ変換器３は、第１の変換データ信号及び変換終了信号をＣＰＵ５へ出力する。なお、変換終了信号とは、変換が終了したことをＣＰＵ５へ通知するための信号である。
Ａ／Ｄ変換器４は、撮像結果のアナログ信号をカメラモジュール４０１から受け取る。また、Ａ／Ｄ変換器４は、ＣＰＵ５からの変換開始制御を受け、撮像結果のアナログ信号をデジタル変換して第２の変換データ信号を生成する。そして、Ａ／Ｄ変換器３は、第２の変換データ信号及び変換終了信号をＣＰＵ５へ出力する。
ＣＰＵ５は、第１の変換データ信号及び変換終了信号をＡ／Ｄ変換器３から受け取ると、第１の変換データ信号をメモリ６に格納する。また、ＣＰＵ５は、第２の変換データ信号及び変換終了信号をＡ／Ｄ変換器４から受け取ると、第２の変換データ信号をメモリ６に格納する。さらに、ＣＰＵ５は、メモリ６に格納された第１の変換データ信号及び第２の変換データ信号を読み込み、データの解析を行う。
具体的には、ＣＰＵ５は、通常動作モードの場合、第１の変換データ信号について一般的な高速フーリエ変換解析による周波数解析を行うことにより、第１の変換データ信号のビート周波数が所定の正常範囲内か否かを確認する。また、ＣＰＵ５は、第１の変換データ信号のビート周波数が所定の正常範囲外である場合、ＣＰＵ５内のレジスタに用意した異常フラグをＯＮし、テストモードに移行する。また、ＣＰＵ５は、第１の変換データ信号のビート周波数が所定の正常範囲内である場合、例えば、車載レーダーにおけるビート周波数であれば、解析結果から位置情報を抽出する。
なお、ＣＰＵ５は、第１の変換データ信号のビート周波数が所定の正常範囲外である場合のみならず、タイマ８が定期テストを実行する時間を示す場合にテストモードに移行する。また、ＣＰＵ５は、タイマ８が終了していない場合（定期テストを実行する時間を示していない場合）、ＣＰＵ５に対する電源停止等によるシーケンスの停止割り込みの有無の確認も行う。
また、ＣＰＵ５は、テストモードの場合、第１の変換データ信号について一般的な高速フーリエ変換解析による周波数解析を行うことにより、第１の変換データ信号のビート周波数が所定の正常範囲内か否かを確認する。また、ＣＰＵ５は、第１の変換データ信号のビート周波数が所定の正常範囲内である場合、テストパス結果のメモリ６への保存等のテストパス処理を行う。また、ＣＰＵ５は、第１の変換データ信号のビート周波数が所定の正常範囲外である場合、通常動作モード時に設定された異常フラグを確認する。また、ＣＰＵ５は、異常フラグがＯＦＦであった場合には、テストエラー処理を行う。なお、テストエラー処理として、例えば、以下に示すテストエラー処理１及び２のいずれかを行うようにしてもよい。ＣＰＵ５によりＲＦ回路１Ａに異常があり動作を信頼することができないと判断し、ＲＦ回路１Ａの使用を停止する（テストエラー処理１）。マイクロコントローラ２Ａから異常検知を通知する信号を外部に出力する（テストエラー処理２）テストエラー処理２を実行することにより、例えば、その異常検知を通知する信号を外部のシステム監視マイコンが受信し、半導体装置１００Ａをリセットするようにしてもよい。なお、この場合に、ＲＦ回路１Ａの異常のみを外部に通知するのではなく、他の機能回路の機能安全にかかわるエラー情報と論理和をとった信号として、エラーを外部に通知するようにしてもよい。また、テストエラー処理として、上述の処理に加えてテストエラー結果のメモリ６への保存を行ってもよい。
また、ＣＰＵ５は、テストモードの場合、第２の変換データ信号について解析し、解析結果の確認により、カメラモジュール４０１によって目標の対象物を検出されたか否かを判断する。また、ＣＰＵ５は、カメラモジュール４０１によって目標の対象物が検出され、且つ上述の異常フラグがＯＮであった場合には、詳細テストを実行する。なお、詳細テストとは、例えば図８に示すテーブルの全条件にてテストを実行することである。なお、詳細テストは、上述の標準テストと同様にループバックテストにて実行される。各条件でのテスト結果はすべてバス７を介してメモリ６に保存される。ＣＰＵ５は、メモリ６に保存された結果を読み込み、異常の有無を判断する。また、ＣＰＵ５は、テスト結果に異常が見つかった場合に、見つかった異常に応じたテストエラー処理を行う。
続いて、図９のブロック図を用いて、実施の形態１にかかるＲＦ回路１Ａの構成例について説明する。ＲＦ回路１Ａは、送信部１１Ａと、受信部１２Ａと、送受信ループバック切り替え部１３ａ〜１３ｃと、クロック生成部１６と、を備えている。また、クロック生成部１６は、第１のクロック生成回路１７と、第２のクロック生成回路１８と、を備えている。なお、第１のクロック生成回路１７は、第１のクロック信号（第１のＣＬＫ）を生成する回路である。また、第２のクロック生成回路１８は、ＲＦ回路１Ａのループバックテストの際に必要である第２のクロック信号（第２のＣＬＫ）を生成する回路である。
第１のクロック生成回路１７は、周波数変調制御回路１９と、発振回路２０と、を備えている。また、第２のクロック生成回路１８は、周波数変調制御回路２１と、発振回路２２と、を備えている。基準クロック発生器６００から出力された基準クロック信号は、発振回路２０及び発振回路２２に入力される。
周波数変調制御回路１９は、発振回路２０から出力される第１のクロック信号の周波数値を設定するための制御をＣＰＵ５から受ける。なお、第１のクロック信号の周波数値を設定するための制御のことをＲＦ機能制御とも呼ぶ。周波数変調制御回路１９は、ＣＰＵ５からのＲＦ機能制御により、発振回路２０に入力される基準クロック信号から第１のクロック信号を生成する。発振回路２０は、第１のクロック信号を送信部１１Ａ及び受信部１２Ａへ出力する。
周波数変調制御回路２１は、発振回路２２から出力される第２のクロック信号の周波数値を設定するための制御をＣＰＵ５から受ける。なお、第２のクロック信号の周波数値を設定するための制御のことをＲＦ機能制御とも呼ぶ。周波数変調制御回路２１は、ＣＰＵ５からのＲＦ機能制御により、発振回路２２に入力される基準クロック信号から第２のクロック信号を生成する。発振回路２２は、第２のクロック信号を受信部１２Ａへ出力する。
ここで、図１０のブロック図を用いて、実施の形態１にかかる送信部１１Ａの構成例について説明する。送信部１１Ａは、送信回路２３ａ及び２３ｂと、テスト用送信回路２３ｃと、を備えている。
送信回路２３ａ及び２３ｂは、通常動作モード及びテストモードの両方で使用される送信回路である。送信回路２３ａ及び２３ｂは、第１のクロック信号を発振回路２０から受け取る。また、送信回路２３ａ及び２３ｂは、送信回路２３ａ及び２３ｂの位相と送信回路２３ａ及び２３ｂのパワーアンプ出力電力とを設定するための制御をＣＰＵ５から受ける。なお、送信回路２３ａ及び２３ｂの位相と送信回路２３ａ及び２３ｂのパワーアンプ出力電力とを設定するための制御のことをＲＦ機能制御とも呼ぶ。送信回路２３ａは、ＣＰＵ５からのＲＦ機能制御により、第１のクロック信号からアナログ送信信号を生成し、送受信ループバック切り替え部１３ａへ出力する。また、送信回路２３ｂは、ＣＰＵ５からのＲＦ機能制御により、第１のクロック信号からアナログ送信信号を生成し、送受信ループバック切り替え部１３ｂへ出力する。
テスト用送信回路２３ｃは、テストモードで使用される送信回路であって、送信回路の個数と受信回路の個数との整合を取るための送信回路である。実施の形態１では、通常動作モードにて使用される送信回路の個数が２個で受信回路の個数が３個である場合について説明する。このため、テスト用送信回路２３ｃとして１個の送信回路を備えている。
テスト用送信回路２３ｃは、第１のクロック信号を発振回路２０から受け取る。また、テスト用送信回路２３ｃは、テスト用送信回路２３ｃの位相とテスト用送信回路２３ｃのパワーアンプ出力電力とを設定するための制御をＣＰＵ５から受ける。なお、テスト用送信回路２３ｃの位相とテスト用送信回路２３ｃのパワーアンプ出力電力とを設定するための制御のことをＲＦ機能制御とも呼ぶ。テスト用送信回路２３ｃは、ＣＰＵ５からのＲＦ機能制御により、第１のクロック信号からアナログ送信信号を生成し、送受信ループバック切り替え部１３ｃへ出力する。
図９に戻り説明を続ける。送受信ループバック切り替え部１３ａ〜１３ｃは、ＣＰＵ５からの制御を受けることにより、それぞれのスイッチ１４及び１５の切り替えを行う。なお、スイッチ１４及び１５の切り替えを行う制御のことをループバックＯＮ／ＯＦＦ制御とも呼ぶ。具体的には、ＣＰＵ５からループバックＯＦＦ制御を受けた場合には、送受信ループバック切り替え部１３ａ〜１３ｃは、それぞれのスイッチ１４及び１５を通常動作モード用の設定にする。また、ＣＰＵ５からループバックＯＮ制御を受けた場合には、送受信ループバック切り替え部１３ａ〜１３ｃは、それぞれのスイッチ１４及び１５をテストモード用の設定にする。
送受信ループバック切り替え部１３ａは、通常動作モードの際に、送信回路２３ａから受け取ったアナログ送信信号を送信アンテナ２００ａへ出力し、受信アンテナ３００ａから受信されたアナログ受信信号を受信部１２Ａへ出力する。また、送受信ループバック切り替え部１３ａは、テストモードの際に、送信回路２３ａから受け取ったアナログ送信信号を受信部１２Ａへ出力する。
送受信ループバック切り替え部１３ｂは、通常動作モードの際に、送信回路２３ｂから受け取ったアナログ送信信号を送信アンテナ２００ｂへ出力し、受信アンテナ３００ｂから受信されたアナログ受信信号を受信部１２Ａへ出力する。また、送受信ループバック切り替え部１３ｂは、テストモードの際に、送信回路２３ｂから受け取ったアナログ送信信号を受信部１２Ａへ出力する。
送受信ループバック切り替え部１３ｃは、通常動作モードの際に、受信アンテナ３００ｃから受信されたアナログ受信信号を受信部１２Ａへ出力する。また、送受信ループバック切り替え部１３ｃは、テストモードの際に、テスト用送信回路２３ｃから受け取ったアナログ送信信号を受信部１２Ａへ出力する。
続いて、図１１のブロック図を用いて、実施の形態１にかかる受信部１２Ａの構成例について説明する。受信部１２Ａは、受信回路２４ａ〜２４ｃと、ミキサ２５ａ〜２５ｃと、クロック切り替え回路２６と、を備えている。
受信回路２４ａ〜２４ｃは、通常動作モード及びテストモードの両方で使用される受信回路である。受信回路２４ａは、通常動作モードの際に、アナログ受信信号を送受信ループバック切り替え部１３ａから受け取る。また、受信回路２４ａは、受け取ったアナログ受信信号を調整してミキサ２５ａへ出力する。なお、受信回路における信号の調整は、アンプやフィルタを用いて行う通常の調整であり、説明を省略する。受信回路２４ａは、テストモードの際に、アナログ送信信号を送受信ループバック切り替え部１３ａから受け取る。また、受信回路２４ａは、受け取ったアナログ送信信号を調整してミキサ２５ａへ出力する。
受信回路２４ｂは、通常動作モードの際に、アナログ受信信号を送受信ループバック切り替え部１３ｂから受け取る。また、受信回路２４ｂは、受け取ったアナログ受信信号を調整してミキサ２５ｂへ出力する。また、受信回路２４ｂは、テストモードの際に、アナログ送信信号を送受信ループバック切り替え部１３ｂから受け取る。また、受信回路２４ｂは、受け取ったアナログ送信信号を調整してミキサ２５ｂへ出力する。
受信回路２４ｃは、通常動作モードの際に、アナログ受信信号を送受信ループバック切り替え部１３ｃから受け取る。また、受信回路２４ｃは、受け取ったアナログ受信信号を調整してミキサ２５ｃへ出力する。また、受信回路２４ｃは、テストモードの際に、アナログ送信信号を送受信ループバック切り替え部１３ｃから受け取る。また、受信回路２４ｃは、受け取ったアナログ送信信号を調整してミキサ２５ｃへ出力する。
クロック切り替え回路２６は、第１のクロック信号を発振回路２０から受け取る。また、クロック切り替え回路２６は、第２のクロック信号を発振回路２２から受け取る。さらに、クロック切り替え回路２６は、第１のクロック信号及び第２のクロック信号のどちらを選択するかを指定する制御をＣＰＵ５から受ける。なお、第１のクロック信号及び第２のクロック信号のどちらを選択するかを指定する制御のことをＲＦ機能制御とも呼ぶ。クロック切り替え回路２６は、ＣＰＵ５からのＲＦ機能制御により、第１のクロック信号及び第２のクロック信号のいずれかを選択する。具体的には、クロック切り替え回路２６は、通常動作モードの際に、第１のクロック信号を選択してミキサ２５ａ〜２５ｃへ出力する。また、クロック切り替え回路２６は、テストモードの際に、第２のクロック信号を選択してミキサ２５ａ〜２５ｃへ出力する。
ミキサ２５ａ〜２５ｃは、それぞれ受信回路２４ａ〜２４ｃから受け取ったアナログ信号とクロック切り替え回路２６から受け取ったクロック信号とをミキシングすることにより、アナログ信号とクロック信号との差分周波数（ビート周波数）を有するアナログ信号を生成する。具体的には、ミキサ２５ａ〜２５ｃは、通常動作モードの際に、アナログ受信信号と第１のクロック信号とをミキシングして第１のビート信号を生成する。また、ミキサ２５ａ〜２５ｃは、テストモードの際に、アナログ送信信号と第２のクロック信号とをミキシングして第２のビート信号を生成する。そして、ミキサ２５ａ〜２５ｃは、生成されたビート信号をＡ／Ｄ変換器３へ出力する。
ここで、第２のクロック信号を用いる理由について説明する。アナログ受信信号とアナログ送信信号とは、周波数が異なる。これは、アナログ送信信号が対象物に反射されることによって周波数が変更されることにより生じる。これにより、テストモード時に受信部１２Ａにて生成されるビート信号の周波数設定値と通常動作モード時に受信部１２Ａにて生成されるビート信号の周波数設定値とを同じ値にするためには、アナログ受信信号とアナログ送信信号との周波数差の分、第２のクロック信号と第１のクロック信号との周波数設定値に差を設ける必要がある。このため、第１のクロック信号との周波数差が設定された第２のクロック信号を用いる。また、第２のクロック信号の周波数設定値を複数準備してそれぞれのテストを行うことにより、複数の条件による詳細テストを行うことができる。
実施の形態１にかかる各信号の動作波形の例を図１２に示す。図１２には、基準クロック、ループバックＯＮ／ＯＦＦ制御、ＲＦ機能制御、ＲＦ回路１Ａの出力アナログ信号、変換開始制御、変換クロック信号、第１の変換データ信号、変換終了信号、及びバス７通過信号の動作波形の例が示されている。
続いて、図１３〜図１７のフローチャートを用いて、実施の形態１にかかる半導体装置１００Ａの動作例について説明する。なお、図１４及び図１５は、テストモードの動作例を示し、図１６及び図１７は、通常動作モードの動作例を示す。なお、以下の説明では、電源投入時のリセット（パワーオンリセット）に応じて実行する動作を例として説明するが、マイクロコントローラ２Ａが作動中（通電中）にリセットが実行された場合も同様の動作となる。
まず、電源５００より電圧Ｖｃｃの電源供給が半導体装置１００Ａ及び基準クロック発生器６００に対して開始される（ステップＳ２０１）と、基準クロック発生器６００にて基準クロックの発振が開始され、基準クロック信号がＲＦ回路１Ａ及びマイクロコントローラ２Ａへ入力される（ステップＳ２０２）。
次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、基準クロック信号を基準に、ＲＦ回路１Ａの定期テストのための時間間隔を刻む計数時間をタイマ８に設定する（ステップＳ２０３）。次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、タイマ８を開始し（ステップＳ２０４）、標準テストを開始する（ステップＳ２０５）。なお、タイマ８に基づいて開始される標準テストは定期テストである。
次に、半導体装置１００Ａは、ループバックＯＮ／ＯＦＦ制御の設定として、テストモード用の設定をＣＰＵ５内部にて準備する（ステップＳ２０６）。すなわち、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、ループバックのＯＮを示すループバックＯＮ制御用の設定を準備する。
次に、半導体装置１００Ａは、ＲＦ機能制御の設定として、標準テスト用の設定をＣＰＵ５内部にて準備する（ステップＳ２０７）。なお、周波数変調制御回路１９（発振回路２０）、周波数変調制御回路２１（発振回路２２）、送信回路２３ａ及び２３ｂ、テスト用送信回路２３ｃに対するＲＦ機能制御の標準テスト用の設定とは、例えば図８の条件１〜条件ｎのうちの所定のいずれかの条件の設定である。また、クロック切り替え回路２６に対するＲＦ機能制御の標準テスト用の設定とは、第２のクロック信号の選択を指定する設定である。
次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５がループバックＯＮ制御を実行することにより、送受信ループバック切り替え部１３ａ〜１３ｃそれぞれのスイッチ１４及び１５をテストモード用の接続にする（ステップＳ２０８）。
次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５がＲＦ機能制御を実行することにより、ＲＦ回路１Ａの各部を設定する（ステップＳ２０９）。なお、ＲＦ回路１Ａの各部とは、周波数変調制御回路１９（発振回路２０）、周波数変調制御回路２１（発振回路２２）、送信回路２３ａ及び２３ｂ、テスト用送信回路２３ｃ、及びクロック切り替え回路２６である。
次に、半導体装置１００Ａは、受信回路２４ａ〜２４ｃ及びミキサ２５ａ〜２５ｃにより第２のビート信号を生成し、且つＣＰＵ５によりカメラモジュール４０１から撮像結果を受け取る（ステップＳ２１０）。
次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５が変換開始制御を実行することにより、第２のビート信号及び撮像結果のそれぞれをアナログ・デジタル変換する（ステップＳ２１１）。なお、第２のビート信号がデジタル変換された信号は第１の変換データ信号であり、撮像結果がデジタル変換された信号は第２の変換データ信号である。
次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５が変換終了信号、第１及び第２の変換データ信号を受け取ることにより、第１及び第２の変換データ信号をメモリ６に取り込む（ステップＳ２１２）。
次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、第１及び第２の変換データ信号を解析し（ステップＳ２１３）、それぞれの解析結果を確認する（ステップＳ２１４）。
次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、第１の変換データ信号のビート周波数が正常範囲内か否かを判断する（ステップＳ２１５）。
第１の変換データ信号のビート周波数が正常範囲内である場合（ステップＳ２１５にてＹＥＳ）、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５によりテストパス処理を行う（ステップＳ２１６）。他方、第１の変換データ信号のビート周波数が正常範囲外である場合（ステップＳ２１５にてＮＯ）、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、通常動作異常フラグがＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ２１７）。
通常動作異常フラグがＯＦＦである場合（ステップＳ２１７にてＮＯ）、半導体装置１００Ａは、テストエラー処理を行う（ステップＳ２１８）。他方、通常動作異常フラグがＯＮである場合（ステップＳ２１７にてＹＥＳ）、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、第２の変換データ信号が目標の対象物の検出を示すか否かを判断する（ステップＳ２１９）。
第２の変換データ信号が目標の対象物の検出を示す場合（ステップＳ２１９にてＹＥＳ）、半導体装置１００Ａは、ＲＦ機能制御の設定として詳細テスト用の設定をＣＰＵ５内部にて準備する（ステップＳ２２０）。具体的には、ＲＦ機能制御の設定として、詳細テストの条件の中で未実行の条件を準備する。ステップＳ２２０の次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、全条件での詳細テストが完了したか否かを判断する（ステップＳ２２１）。全条件での詳細テストが完了していない場合（ステップＳ２２１にてＮＯ）、ステップＳ２０９に戻り、詳細テストを続ける。他方、全条件での詳細テストが完了した場合（ステップＳ２２１にてＹＥＳ）、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、テスト結果処理を行う（ステップＳ２２２）。ステップＳ２２２の次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、テスト結果に異常があるか否かを判断する（ステップＳ２２３）。テスト結果に異常がある場合には、半導体装置１００Ａは、異常に応じたテストエラー処理を行う（ステップＳ２１８）。
ステップＳ２１６の後に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、ループバックＯＮ／ＯＦＦ制御の設定として、通常動作モード用の設定をＣＰＵ５内部にて準備する（ステップＳ２２４）。すなわち、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、ループバックのＯＦＦを示すループバックＯＦＦ制御用の設定を準備する。また、ステップＳ２１９にてＮＯの場合、及びステップＳ２２３にてＮＯの場合にもステップＳ２２４へ進む。
次に、半導体装置１００Ａは、ＲＦ機能制御の設定として、通常動作用の設定をＣＰＵ５内部にて準備する（ステップＳ２２５）。なお、周波数変調制御回路１９（発振回路２０）、周波数変調制御回路２１（発振回路２２）、送信回路２３ａ及び２３ｂに対するＲＦ機能制御の通常動作用の設定とは、送信アンテナ２００ａ及び２００ｂと受信アンテナ３００ａ〜３００ｃとを用いて通常の送受信を行うための設定である。また、クロック切り替え回路２６に対するＲＦ機能制御の通常動作用の設定とは、第１のクロック信号の選択を指定する設定である。
次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５がループバックＯＦＦ制御を実行することにより、送受信ループバック切り替え部１３ａ〜１３ｃそれぞれのスイッチ１４及び１５を通常動作モード用の接続にする（ステップＳ２２６）。
次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５がＲＦ機能制御を実行することにより、ＲＦ回路１Ａの各部を設定する（ステップＳ２２７）。なお、ＲＦ回路１Ａの各部とは、周波数変調制御回路１９（発振回路２０）、周波数変調制御回路２１（発振回路２２）、送信回路２３ａ及び２３ｂ、及びクロック切り替え回路２６である。
次に、半導体装置１００Ａは、受信回路２４ａ〜２４ｃ及びミキサ２５ａ〜２５ｃにより、第１のビート信号を生成する（ステップＳ２２８）。
次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５が変換開始制御を実行することにより、第１のビート信号をアナログ・デジタル変換する（ステップＳ２２９）。なお、第１のビート信号がデジタル変換された信号は第１の変換データ信号である。
次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５が変換終了信号及び第１の変換データ信号を受け取ることにより、第１の変換データ信号をメモリ６に取り込む（ステップＳ２３０）。
次に、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、第１の変換データ信号を解析し（ステップＳ２３１）、第１の変換データ信号のビート周波数が正常範囲内か否かを判断する（ステップＳ２３２）。
第１の変換データ信号のビート周波数が正常範囲外である場合（ステップＳ２３２にてＮＯ）、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、ＣＰＵ５内のレジスタに用意した通常動作異常フラグをＯＮに設定し（ステップＳ２３６）、ステップＳ２０５に戻り標準テストを開始する。なお、ステップＳ２３６にて通常動作異常フラグがＯＮに設定された後に開始される標準テストを異常時テストとも呼ぶ。
他方、第１の変換データ信号のビート周波数が正常範囲内である場合（ステップＳ２３２にてＹＥＳ）、半導体装置１００Ａは、ＣＰＵ５により、解析結果から位置情報等を抽出し（ステップＳ２３３）、タイマ８の終了の有無を確認する（ステップＳ２３４）。
タイマ８が終了している場合（ステップＳ２３４にてＹＥＳ）、タイマ８の設定の前段（ステップＳ２０３）に戻る。他方、タイマ８が終了していない場合（ステップＳ２３４にてＮＯ）、ＣＰＵ５に対する電源停止等によるシーケンスの停止割り込みの有無を確認する（ステップＳ２３５）。
シーケンスの停止割り込みがない場合（ステップＳ２３５にてＮＯ）、ＣＰＵ５がＡ／Ｄ変換器３に対して変換開始制御を実行する処理（ステップＳ２２９）に戻り、ステップＳ２２９以降を繰り返す。他方、シーケンスの停止割り込みがある場合（ステップＳ２３５にてＹＥＳ）、処理を終了する。
以上、説明したように、実施の形態１にかかる半導体装置１００Ａでは、送信部１１Ａは、送受信ループバック切り替え部１３ａ〜１３ｃが第１の接続状態時及び第２の接続状態時に使用する送信回路２３ａ及び２３ｂと、送受信ループバック切り替え部１３ａ〜１３ｃが第２の接続状態時のみに使用するテスト用送信回路２３ｃと、を備える構成としている。また、半導体装置１００Ａでは、受信部１２Ａは、送受信ループバック切り替え部１３ａ〜１３ｃが第１の接続状態時及び第２の接続状態時に使用する受信回路２４ａ〜２４ｃ及びミキサ２５ａ〜２５ｃを備える構成としている。さらに、送信回路２３ａ及び２３ｂの数とテスト用送信回路２３ｃの数を加算した数は、受信回路２４ａ〜２４ｃの数及びミキサ２５ａ〜２５ｃの数と等しい構成としている。これにより、テストモードの際に送信回路の個数と受信回路及びミキサの個数との整合を取ることができ、送受信回路のループバックによる１対１のテストを実行することができる。
また、半導体装置１００Ａでは、ＲＦ回路１Ａは、第１のクロック信号を生成する第１のクロック生成回路１７及び第２のクロック信号を生成する第２のクロック生成回路１８を有するクロック生成部１６を備える構成としている。また、半導体装置１００Ａでは、受信部１２Ａは、第１のクロック信号及び第２のクロック信号のいずれかを選択してミキサ２５ａ〜２５ｃへ供給するクロック切り替え回路２６を備える構成としている。さらに、マイクロコントローラ２Ａは、送受信ループバック切り替え部１３ａ〜１３ｃが第１の接続状態時にはクロック切り替え回路２６に第１のクロック信号を選択させ、送受信ループバック切り替え部１３ａ〜１３ｃが第２の接続状態時にはクロック切り替え回路２６に第２のクロック信号を選択させるように制御する構成としている。これにより、テストモード時に受信部１２Ａにて生成されるビート信号の周波数設定値と通常動作モード時に受信部１２Ａにて生成されるビート信号の周波数設定値とを同じ値にすることができる。また、第２のクロック信号の周波数設定値を複数準備してそれぞれのテストを行うことにより、複数の条件による詳細テストを行うことができる。
また、半導体装置１００Ａでは、テストにて異常が見つかった場合に、テストエラー処理を実行する構成としている。これにより、半導体装置１００Ａでは、異常を自動検出して、異常に応じたテストエラー処理をすることができるため、機能安全を実現することができる。また、半導体装置１００Ａでは、マイクロコントローラ２Ａは、ＲＦ回路１Ａの定期テストのための時間間隔を刻む計数時間が設定されたタイマ８を備える構成としている。また、半導体装置１００Ａでは、マイクロコントローラ２Ａは、タイマ８が定期テストを実行する時間を示す場合に、送受信ループバック切り替え部１３ａ〜１３ｃを第１の接続状態から第２の接続状態に切り替える構成としている。これにより、通常動作モード時にビート周波数が正常範囲外である場合のみならず、定期的にＲＦ回路１Ａの標準テストを行うことができる。
実施の形態２
続いて、実施の形態２について説明する。図１８は、実施の形態２にかかる半導体システム１０００Ｂの構成例を示すブロック図である。半導体システム１０００Ｂは、半導体装置１００Ｂと、送信アンテナ２００ａ及び２００ｂと、受信アンテナ３００ａ〜３００ｃと、第１のセンサ回路４００Ａと、電源５００と、基準クロック発生器６００と、第２のセンサ回路７００と、を備えている。すなわち、半導体システム１０００Ｂは、センサ回路として、第１のセンサ回路４００Ａに加えて第２のセンサ回路７００を備えている。
第２のセンサ回路７００は、温度や電源変動等の外的要因を監視するためのセンサ回路である。また、第２のセンサ回路７００は、温度センサ７０１を備えている。なお、図１８では、第２のセンサ回路７００が温度センサ７０１を備える例を示しているがこれに限らない。例えば、第２のセンサ回路７００が電源モニタを備えるようにしてもよいし、温度センサと電源モニタの両方を備えるようにしてもよい。
温度センサ７０１は、半導体装置１００Ｂの温度を監視するセンサである。温度センサ７０１は、温度の監視結果のアナログ信号を半導体装置１００Ｂへ出力する。
続いて、図１９のブロック図を用いて、実施の形態２にかかる半導体装置１００Ｂの構成例について説明する。半導体装置１００Ｂは、ＲＦ回路１Ａと、マイクロコントローラ２Ｂと、Ａ／Ｄ変換器３と、Ａ／Ｄ変換器４と、Ａ／Ｄ変換器９と、を備えている。また、マイクロコントローラ２Ａは、ＣＰＵ５Ｂと、メモリ６と、タイマ８と、を備えている。なお、ＣＰＵ５Ｂ、メモリ６、及びタイマ８は、バス７を介して接続されている。
Ａ／Ｄ変換器９は、温度の監視結果のアナログ信号を温度センサ７０１から受け取る。また、Ａ／Ｄ変換器９は、ＣＰＵ５Ｂによる制御によって、変換クロック信号が供給される。また、Ａ／Ｄ変換器９は、ＣＰＵ５Ｂからの変換開始制御を受け、温度の監視結果のアナログ信号をデジタル変換して第３の変換データ信号を生成する。そして、Ａ／Ｄ変換器９は、第３の変換データ信号及び変換終了信号をＣＰＵ５Ｂへ出力する。
ＣＰＵ５Ｂは、第１の変換データ信号及び第２の変換データ信号のメモリ６への格納及び解析に加えて、第３の変換データ信号のメモリ６への格納及び解析を行う。すなわち、ＣＰＵ５Ｂは、第３の変換データ信号及び変換終了信号をＡ／Ｄ変換器９から受け取ると、第３の変換データ信号をメモリ６に格納する。また、ＣＰＵ５Ｂは、メモリ６に格納された第１〜第３の変換データ信号を読み込み、データの解析を行う。
具体的には、ＣＰＵ５Ｂは、テストモードにて、第３の変換データ信号について解析し、解析結果の確認により、温度が正常範囲内か否かを判断する。また、ＣＰＵ５Ｂは、目標の対象物が検出され、温度が正常範囲内であり、且つ異常フラグがＯＮであった場合には、詳細テストを実行する。
続いて、図２０及び図２１のフローチャートを用いて、実施の形態２にかかる半導体装置１００Ｂのテストモード時の動作例について説明する。なお、テストモード時以外の動作例については、図１３、図１６、及び図１７と同様であり説明を省略する。
ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５は、図１４のステップＳ２０５〜ステップＳ２０９と同様であり説明を省略する。半導体装置１００Ｂは、受信回路２４ａ〜２４ｃ及びミキサ２５ａ〜２５ｃにより第２のビート信号を生成し、ＣＰＵ５Ｂによりカメラモジュール４０１から撮像結果を受け取り且つ温度センサ７０１から温度の監視結果を受け取る（ステップＳ３０６）。
次に、半導体装置１００Ｂは、ＣＰＵ５Ｂが変換開始制御を実行することにより、第２のビート信号、撮像結果、及び温度の監視結果のそれぞれをアナログ・デジタル変換する（ステップＳ３０７）。なお、第２のビート信号がデジタル変換された信号は第１の変換データ信号であり、撮像結果がデジタル変換された信号は第２の変換データ信号であり、温度の監視結果がデジタル変換された信号は第３の変換データ信号である。
次に、半導体装置１００Ｂは、ＣＰＵ５Ｂが変換終了信号、第１〜第３の変換データ信号を受け取ることにより、第１〜第３の変換データ信号をメモリ６に取り込む（ステップＳ３０８）。
次に、半導体装置１００Ｂは、ＣＰＵ５Ｂにより、第１〜第３の変換データ信号を解析し（ステップＳ３０９）、それぞれの解析結果を確認する（ステップＳ３１０）。
次に、半導体装置１００Ｂは、ＣＰＵ５Ｂにより、第１の変換データ信号のビート周波数が正常範囲内か否かを判断する（ステップＳ３１１）。
第１の変換データ信号のビート周波数が正常範囲内である場合（ステップＳ３１１にてＹＥＳ）、半導体装置１００Ｂは、ＣＰＵ５Ｂによりテストパス処理を行う（ステップＳ３１２）。他方、第１の変換データ信号のビート周波数が正常範囲外である場合（ステップＳ３１１にてＮＯ）、半導体装置１００Ｂは、ＣＰＵ５Ｂにより、通常動作異常フラグがＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ３１３）。
通常動作異常フラグがＯＦＦである場合（ステップＳ３１３にてＮＯ）、半導体装置１００Ｂは、テストエラー処理を行う（ステップＳ３１４）。他方、通常動作異常フラグがＯＮである場合（ステップＳ３１３にてＹＥＳ）、半導体装置１００Ｂは、ＣＰＵ５Ｂにより、第２の変換データ信号が目標の対象物の検出を示すか否かを判断する（ステップＳ３１５）。
第２の変換データ信号が目標の対象物の検出を示す場合（ステップＳ３１５にてＹＥＳ）、半導体装置１００Ｂは、ＣＰＵ５Ｂにより、第３の変換データ信号が正常範囲内の温度を示すか否かを判断する（ステップＳ３１６）。
第３の変換データ信号が正常範囲外の温度を示す場合（ステップＳ３１６にてＮＯ）、半導体装置１００Ｂは、テストエラー処理を行う（ステップＳ３１４）。他方、第３の変換データ信号が正常範囲内の温度を示す場合（ステップＳ３１６にてＹＥＳ）、半導体装置１００Ｂは、ＣＰＵ５Ｂにより、ＲＦ機能制御の設定として詳細テスト用の設定をＣＰＵ５Ｂ内に準備する（ステップＳ３１７）。具体的には、ＲＦ機能制御の設定として、詳細テストの条件の中で未実行の条件を準備する。次に、半導体装置１００Ｂは、ＣＰＵ５Ｂにより、全条件での詳細テストが完了したか否かを判断する（ステップＳ３１８）。全条件での詳細テストが完了していない場合（ステップＳ３１８にてＮＯ）、ステップＳ３０５に戻り、詳細テストを続ける。他方、全条件での詳細テストが完了した場合（ステップＳ３１８にてＹＥＳ）、半導体装置１００Ｂは、ＣＰＵ５Ｂにより、テスト結果処理を行う（ステップＳ３１９）。ステップＳ３１９の次に、半導体装置１００Ｂは、ＣＰＵ５Ｂにより、テスト結果に異常があるか否かを判断する（ステップＳ３２０）。テスト結果に異常がある場合には、半導体装置１００Ｂは、異常に応じたテストエラー処理を行う（ステップＳ３１４）。
ステップＳ３１２の後にステップＳ２２４に進む。また、ステップＳ３１５にてＮＯの場合及びステップＳ３２０にてＮＯの場合に、ステップＳ２２４に進む。
以上、説明したように、実施の形態２にかかる半導体装置１００Ｂでは、マイクロコントローラ２Ｂは、ＲＦ回路１Ａの詳細テストを実行するか否かを判断するための条件として、温度や電源変動等の外的要因を監視するための第２のセンサ回路７００の出力信号の値も用いる構成としている。これにより、半導体装置１００Ｂでは、温度や電源変動による異常を考慮してＲＦ回路１Ａの詳細テストが必要か否かを判断することができる。また、半導体装置１００Ｂでは、温度や電源変動による異常を見つけた場合に、その異常に応じたテストエラー処理を行うことができる。このため、半導体装置１００Ｂでは、異常の原因を多角的に捉えることができ、機能安全をさらに強化することができる。
なお、上述の説明では、送信回路２３ａ、２３ｂ、テスト用送信回路２３ｃと、受信回路２４ａ〜２４ｃとで、３ペアの送受信回路を構成する例について説明した。また、上述の説明では、３ペアの送受信回路を一括して通常動作モード／テストモードのいずれかに設定することについて説明したがこれに限らない。３ペアの送受信回路を、それぞれ通常動作モード、テストモード、テストモードに設定することや、通常動作モード、通常動作モード、テストモードに設定する等、個別に設定することもできる。この場合、クロック切り替え回路２６は、第１のクロック信号及び第２のクロック信号のいずれかの選択を、３ペアの送受信回路について個別に実行する。また、このような構成では、例えば、送信回路２３ａ及び受信回路２４ａのペアの送受信回路に異常があった場合に、送信回路２３ａ及び受信回路２４ａのペアの送受信回路の動作は停止させるが、送信回路２３ｂ及び受信回路２４ｂのペアの送受信回路は動作を継続させるような使い方を実現することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
１、１Ａ ＲＦ回路
２、２Ａ、２Ｂ マイクロコントローラ
３ Ａ／Ｄ変換器
４ Ａ／Ｄ変換器
５、５Ｂ ＣＰＵ
６ メモリ
７ バス
８ タイマ
９ Ａ／Ｄ変換器
１１、１１Ａ 送信部
１２、１２Ａ 受信部
１３、１３ａ〜１３ｃ 送受信ループバック切り替え部
１４、１５ スイッチ
１６ クロック生成部
１７ 第１のクロック生成回路
１８ 第２のクロック生成回路
１９ 周波数変調制御回路
２０ 発振回路
２１ 周波数変調制御回路
２２ 発振回路
２３ａ、２３ｂ 送信回路
２３ｃ テスト用送信回路
２４ａ〜２４ｃ 受信回路
２５ａ〜２５ｃ ミキサ
２６ クロック切り替え回路
１００、１００Ａ、１００Ｂ 半導体装置
２００、２００ａ、２００ｂ 送信アンテナ
３００、３００ａ〜３００ｃ 受信アンテナ
４００、４００Ａ センサ回路
４０１ カメラモジュール
５００ 電源
６００ 基準クロック発生器
７００ 第２のセンサ回路
７０１ 温度センサ
１０００、１０００Ａ、１０００Ｂ 半導体システム

Claims (16)

  1. ＲＦ回路と、
    マイクロコントローラと、を備え、
    前記ＲＦ回路は、
    送信信号を生成する送信部と、
    第１の生成信号及び第２の生成信号を生成する受信部と、
    前記送信部の出力端子を送信アンテナに接続し、前記受信部の入力端子を受信アンテナに接続する第１の接続状態と、前記送信部の出力端子を前記受信部の入力端子に接続する第２の接続状態と、を切り替える送受信ループバック切り替え部と、を備え、
    前記受信アンテナは、前記送受信ループバック切り替え部が前記第１の接続状態であるときに、前記送信アンテナから送信された送信信号が目標の対象物によって反射された反射波を受信信号として受信するアンテナであり、
    前記マイクロコントローラは、
    前記送受信ループバック切り替え部が前記第１の接続状態であるときの前記第１の生成信号が正常でない場合に、前記送受信ループバック切り替え部を前記第２の接続状態に切り替え、
    前記送受信ループバック切り替え部が前記第２の接続状態であるときの前記第２の生成信号と前記目標の対象物を検出する第１のセンサ回路の出力信号とに基づいて、前記ＲＦ回路のテストを行う、
    半導体装置。
  2. 前記マイクロコントローラは、前記送受信ループバック切り替え部が前記第２の接続状態であるときに、前記第２の生成信号の周波数が正常範囲外であり、且つ前記第１のセンサ回路の出力信号が前記目標の対象物の検出を示す場合に、前記ＲＦ回路の詳細テストを実行する、
    請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記マイクロコントローラは、前記詳細テストにより前記ＲＦ回路の異常を検出した場合に、エラー処理を実行する、請求項２に記載の半導体装置。
  4. 前記送信部は、
    前記第１の接続状態時及び前記第２の接続状態時に使用する送信回路と、
    前記第２の接続状態時のみに使用するテスト用送信回路と、を備え、
    前記受信部は、
    前記第１の接続状態時及び前記第２の接続状態時に使用する受信回路及びミキサを備え、
    前記送信回路の数と前記テスト用送信回路の数を加算した数は、前記受信回路の数及び前記ミキサの数と等しい、
    請求項２に記載の半導体装置。
  5. 前記ＲＦ回路は、クロック生成部をさらに備え、
    前記クロック生成部は、
    第１のクロック信号を生成する第１のクロック生成回路と、
    第２のクロック信号を生成する第２のクロック生成回路と、を備え、
    前記受信部は、前記第１のクロック信号及び前記第２のクロック信号のいずれかを選択して前記ミキサへ供給するクロック切り替え回路をさらに備え、
    前記マイクロコントローラは、前記第１の接続状態時には前記クロック切り替え回路に前記第１のクロック信号を選択させ、前記第２の接続状態時には前記クロック切り替え回路に前記第２のクロック信号を選択させるように制御する、
    請求項４に記載の半導体装置。
  6. 前記マイクロコントローラは、前記ＲＦ回路の定期テストのための時間間隔を刻む計数時間が設定されたタイマを備え、
    前記マイクロコントローラは、前記タイマが前記定期テストを実行する時間を示す場合に、前記送受信ループバック切り替え部を前記第１の接続状態から前記第２の接続状態に切り替える、
    請求項２に記載の半導体装置。
  7. 前記マイクロコントローラは、前記送受信ループバック切り替え部が前記第２の接続状態であるときに、前記第２の生成信号の周波数が正常範囲外であり、前記第１のセンサ回路の出力信号が前記目標の対象物の検出を示し、且つ外的要因を監視するための第２のセンサ回路の出力信号の値が正常範囲内である場合に、前記ＲＦ回路の詳細テストを実行する、
    請求項２に記載の半導体装置。
  8. 前記第１の生成信号は、前記受信信号及び第１のクロック信号から生成される第１のビート信号であり、前記第２の生成信号は、前記送信信号及び第２のクロック信号から生成される第２のビート信号である、請求項１に記載の半導体装置。
  9. 半導体装置と、
    送信アンテナと、
    受信アンテナと、
    目標の対象物を検出する第１のセンサ回路と、を備え、
    前記半導体装置は、
    ＲＦ回路と、
    マイクロコントローラと、を備え、
    前記ＲＦ回路は、
    送信信号を生成する送信部と、
    第１の生成信号及び第２の生成信号を生成する受信部と、
    前記送信部の出力端子を前記送信アンテナに接続し、前記受信部の入力端子を前記受信アンテナに接続する第１の接続状態と、前記送信部の出力端子を前記受信部の入力端子に接続する第２の接続状態と、を切り替える送受信ループバック切り替え部と、を備え、
    前記受信アンテナは、前記送受信ループバック切り替え部が前記第１の接続状態であるときに、前記送信アンテナから送信された送信信号が前記目標の対象物によって反射された反射波を受信信号として受信するアンテナであり、
    前記マイクロコントローラは、
    前記送受信ループバック切り替え部が前記第１の接続状態であるときの前記第１の生成信号が正常でない場合に、前記送受信ループバック切り替え部を前記第２の接続状態に切り替え、
    前記送受信ループバック切り替え部が前記第２の接続状態であるときの前記第２の生成信号と前記第１のセンサ回路の出力信号とに基づいて、前記ＲＦ回路のテストを行う、
    半導体システム。
  10. 前記マイクロコントローラは、前記送受信ループバック切り替え部が前記第２の接続状態であるときに、前記第２の生成信号の周波数が正常範囲外であり、且つ前記第１のセンサ回路の出力信号が前記目標の対象物の検出を示す場合に、前記ＲＦ回路の詳細テストを実行する、
    請求項９に記載の半導体システム。
  11. 前記マイクロコントローラは、前記詳細テストにより前記ＲＦ回路の異常を検出した場合に、エラー処理を実行する、請求項１０に記載の半導体システム。
  12. 前記送信部は、
    前記第１の接続状態時及び前記第２の接続状態時に使用する送信回路と、
    前記第２の接続状態時のみに使用するテスト用送信回路と、を備え、
    前記受信部は、
    前記第１の接続状態時及び前記第２の接続状態時に使用する受信回路及びミキサを備え、
    前記送信回路の数と前記テスト用送信回路の数を加算した数は、前記受信回路の数及び前記ミキサの数と等しい、
    請求項１０に記載の半導体システム。
  13. 前記ＲＦ回路は、クロック生成部をさらに備え、
    前記クロック生成部は、
    第１のクロック信号を生成する第１のクロック生成回路と、
    第２のクロック信号を生成する第２のクロック生成回路と、を備え、
    前記受信部は、前記第１のクロック信号及び前記第２のクロック信号のいずれかを選択して前記ミキサへ供給するクロック切り替え回路をさらに備え、
    前記マイクロコントローラは、前記第１の接続状態時には前記クロック切り替え回路に前記第１のクロック信号を選択させ、前記第２の接続状態時には前記クロック切り替え回路に前記第２のクロック信号を選択させるように制御する、
    請求項１２に記載の半導体システム。
  14. 前記マイクロコントローラは、前記ＲＦ回路の定期テストのための時間間隔を刻む計数時間が設定されたタイマを備え、
    前記マイクロコントローラは、前記タイマが前記定期テストを実行する時間を示す場合に、前記送受信ループバック切り替え部を前記第１の接続状態から前記第２の接続状態に切り替える、
    請求項１０に記載の半導体システム。
  15. 外的要因を監視するための第２のセンサ回路をさらに備え、
    前記マイクロコントローラは、前記送受信ループバック切り替え部が前記第２の接続状態であるときに、前記第２の生成信号の周波数が正常範囲外であり、前記第１のセンサ回路の出力信号が前記目標の対象物の検出を示し、且つ前記第２のセンサ回路の出力信号の値が正常範囲内である場合に、前記ＲＦ回路の詳細テストを実行する、
    請求項１０に記載の半導体システム。
  16. 前記第１の生成信号は、受信信号及び第１のクロック信号から生成される第１のビート信号であり、前記第２の生成信号は、前記送信信号及び第２のクロック信号から生成される第２のビート信号である、請求項９に記載の半導体システム。
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